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35CrMo高速列车车轴热处理工艺的确定 1.性能要求 35CrMo高速列车车轴的抗拉强度和屈服强度都较高，而且较稳定，延伸率、断面收缩率波动不大，并且都保持较高的数值。另外，材料的断面收缩率ψ明显大于延伸率δ，金属拉伸形成缩颈，且δ与ψ之差愈大，缩颈愈严重[1]。这说明材料组织细小均匀，是韧性很好的材料。35CrMo高速列车车轴要求综合力学性能和安全储备均很高。 2.35CrMo高速列车车轴的化学成分及化学元素作用钢的化学成分钢的化学成分（质量分数％） C Si Mn Cr S P Cu Ni Mo 0.32～0.400.17～0.37 0.40～0.70 0.80～1.10? ≤0.035 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.030 0.15～0.25 [2]为： ① C：钢中含碳量增加，屈服强度和抗拉强度均升高，但塑性和冲击性降低35CrMo 钢含碳量 0. 32～0. 40，以保证一定的碳淬火时起固溶强化（淬火）和回火后的弥散强化作用，使之具有足够的强度。 ② Cr：在结构钢中主要作用是提高钢的淬透性，且铬能显著提高强度、硬度 和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。Cr 的碳化物在 910℃以上可以完全溶于奥氏体。 ③ Mo：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和抑制第二类回火脆性。同时 Mo的碳化物较稳定，若能细小而均匀地分布于钢中将有细化奥氏体晶粒的作用，使 之最终得到细小的铁素体晶粒，从而得到良好的强韧性。另外，Cr 、Mo 共同作用将使钢的淬透性得到显著提高，而不是叠加。 ④ Mn：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰 0.40～0.70，且也具有提高钢的淬透性作用，Mn 与钢中的硫作用后生成 MnS，可以避免热脆性，改善钢的热加工性能。 ⑤ Si：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，此外，硅元素有提高淬透性 及强化铁素体的作用。 因此，为保证车轴有很高的综合力学性能，车轴粗加工后应当进行恰当的调 质热处理。但车轴截面尺寸大，为能淬透，35CrMo 钢是恰当的选用材料。 3.热处理工艺路线=α×K×D=1.5×1.4×61=128.1m 正火的工艺曲线如图1所示： 图1 正火工艺曲线 3.3调质工艺? 调质是指钢件淬火及高温回火的热处理工艺。调质处理所获金相是索氏体组织。具有高的力学性能基体支撑其硬而耐磨的表面，是优等质量的最重要条件之一。因此，调质处理是必要的热处理工序。调质的目的有：获得索氏体组织满足工件表面硬化的准备,韧性明显提高[4]，得到高的机械性能指标等。 （1）淬火是将钢奥氏体化后以大于Vk的速度冷却，已获得高硬度的马氏体（或下贝氏体）组织的热处理工艺。淬火组织是由淬火马氏体、残余奥氏体和剩余碳化物组成。35CrMo钢的淬火温度一般为820～880℃，其加热温度从俩个方面来影响淬火组织和性能。加热温度越高，碳化物溶解越多，奥氏体中碳化物及合金元素含量越高，淬透性和淬火硬度上升，在适宜的加热温度和保温时间淬火，可获得良好的金相组织与硬度的最佳配合。淬火加热温度如果太低，会使奥氏体中合金元素固容量不足，油冷后会出现非马氏体组织，使硬度和强度下降，当淬火温度过高时，碳化物大量溶解，并均匀化，阻止奥氏体晶粒长大的碳化物逐步减少，甚至消失，晶粒开始粗化，淬火后，会出现细长针状或者粗大针状马氏体组织，形成的过热组织或者严重过热组织，残留奥氏体增多，强度和韧性都达不到要求。所以淬火加热温度确定为860度。根据公式t=a*k*H，此工件的有效厚度（H）为61mm，所以确定保温时间为30min。35CrMo钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小，所以应采用油冷。? （2）回火的目的是降低或消除淬火引起的残余应力，这对于稳定钢制品的尺寸特别重要。一般来说，淬火零件不经回火就投入使用时危险地，也是不允许的。? 回火可以在A1下很宽的温度范围内进行，钢的性能也可以在很宽的范围内变化，因此，回火是调整钢制零件的性能以满足使用要求的有效手段。?回火时间从工件入炉后炉温升至回火温度时间开始计算回火时间一般为1～3h，可参考经验公式加以确定： tn=Kn+AnD? 式中：tn—回火时间（min）； ? Kn—回火时间基数； An—回火系数；? D—工件有效厚度（mm） 调质的工艺曲线如图2所示： 图2 调质工艺曲线 3.4高频淬火 高频淬火也称为感应加热淬火,是一种利用钢铁材料等磁性体涡流的集肤效应进行淬火的方法。在要进行高频淬火的构件(或零件)上缠绕线圈,一旦接通高 频交流电流,构件就会产生感应电流(涡流)。这个涡流只流过构件的表面层(称其